兰州大学唐瑜教授团队：稀土配合物介导银纳米颗粒自组装用于物理不可克隆标签制备

Aggregate《聚集体》致力于发表聚集体科学领域的基础和应用研究，涵盖材料化学、物理、生物、应用工程等广泛领域的重要进展和创新性成果。

Aggregate 的收稿范围广泛，单分子或离子层次之上相关研究成果均符合期刊收稿范围，例如（但不限于）：有机聚集体、无机功能材料、有机 / 无机杂化体系、高分子聚合物、纳米粒子、低维材料、金属有机骨架、超分子组装体、刺激响应体系、清洁能源、光电器件、光伏电池、发光材料、化学传感、生物探针、医学成像、疾病诊疗、药物递送等众多前沿领域。

Aggregate 鼓励打破学科藩篱，实现研究范式转移，在更高的结构层次上探索更复杂的系统和过程。

文章信息

通讯作者：唐瑜，苏平如（兰州大学）

作者：寇遥，郭亚楠，梁利娟，李雪，王一凡，苏平如*，严纯华，唐瑜*

Keywords：

Ag nanoparticles

Anti-counterfeiting

Assembly

Physical unclonable functions

Rare-earth complexes

https://doi.org/10.1002/agt2.701

文章简介

在材料科学领域，组装研究显著推动了将分子基元转化为具有新特性和功能的新材料。通过精巧的自组装，研究人员能够实现一些在分子层面上不可能出现的现象和特性，例如将非手性分子组装成手性结构、使同一发光分子在不同组装状态下表现不同的发光特性、以及实现室温磷光和聚集诱导发光等。这些突破在化学传感、分子封装、光学编码等领域引起了广泛关注。

在相关组装研究中，稀土发光配合物尤其引人注目。这类配合物将稀土离子的优异发光特性与有机分子的高度可设计性完美结合，可作为高效的光转换分子器件。稀土发光配合物的分子结构可进行有序定向设计，从而实现多级组装，进一步增强了其在器件和材料领域的应用潜力。本文在实现了稀土配合物溶液中的可控自组装及组装诱导发光 (SAIL) 的基础上 (Natl. Sci. Rev.,2022, 9, nwab016)，首次实现了Eu3+配合物介导的Ag纳米粒子静电自组装，并将其用于物理不可克隆 (PUF) 防伪标签制备(图1)。

图1. Eu/Ag-NPs的组装过程及PUF标签的制备及编码示意图

本文创新地利用带正电荷的Eu3+配合物 ([EuL3]3+) 作为“离子胶水”，促进带负电荷的Ag-NPs自组装过程，从而形成Eu/Ag-NPs组装体。这种基于Ag-NPs的自组装结构借助表面等离子体效应有效地调制了[EuL3]3+的荧光强度和寿命，并表现出显著的拉曼增强现象(图2)。

图2. [EuL3]3+介导的Ag-NPs的组装及性能表征

进一步，本文采用由库仑力驱动的自组装体Eu/Ag-NPs作为材料，开发了一种新型的PUF标签。该标签可通过共聚焦拉曼、共聚焦荧光和寿命成像系统实现防伪密码的快速读取(图3)。这使其可以为特定系统定制身份验证密钥，甚至能够结合多个密钥，极大地增强了防伪安全性，确保该标签被成功应用于防伪检测和智能识别领域。本文为理解和设计新型功能性稀土配合物基自组装材料提供了重要的科学依据和技术途径。

图3. PUF标签的制备及编码

以上研究论文以“Electrostatic self-assembly of Ag-NPs mediated by Eu3+ complexes for physically unclonable function labels”为题发表于 Aggregate 期刊，论文第一作者为兰州大学化学化工学院博士研究生寇遥，通讯作者为兰州大学唐瑜教授和苏平如青年研究员。

（Aggregate 2024, e701. https://doi.org/10.1002/agt2.701）

通讯作者

唐瑜，兰州大学化学化工学院二级萃英特聘教授/博士生导师。基金委创新研究群体负责人，教育部长江学者特聘教授，英国皇家化学会会士 (FRSC)，国务院政府特殊津贴专家。现任兰州大学化学化工学院副院长，白云鄂博稀土资源研究与综合利用全国重点实验室副主任，教育部稀土功能材料工程研究中心主任及甘肃省有色金属化学与资源利用重点实验室主任，兼任第八届国务院学位委员会学科评议组成员，中国化学会副秘书长，中国稀土学会理事，中国晶体学会理事；ACS期刊 Inorg. Chem. 副主编，Aggregate期刊顾问编委，Inorg. Chem. Front. 编委，中国稀土学报 (中、英文版)、结构化学和无机化学学报等期刊编委。唐瑜教授研究方向为稀土配位化学和功能材料，迄今，以第一作者/通讯作者在 Natl. Sci. Rev.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Energy Environ. Sci.、Adv. Sci. 等期刊上发表SCI论文200余篇。曾获甘肃省自然科学一等奖、中国化学会首届“利华益”化学创新奖、宝钢优秀教师奖、霍英东高等学校青年教师奖、甘肃省研究生教育优秀导师、甘肃省教学名师奖、兰州大学“我最喜爱的十大教师”、兰州大学“十佳导学团队”等奖项。

课题组链接：

http://www.lzu-tang-group.com

苏平如，兰州大学化学化工学院青年研究员，硕士生导师。2020年12月于兰州大学化学化工学院获理学博士学位，导师为唐瑜教授。2021年4月至2023年6月，于深圳大学李霄鹏课题组从事博士后工作。近五年以第一作者或通讯作者在 Nat. Synth.、J. Am. Chem. Soc.、Natl. Sci. Rev.、Aggregate、Sci. China. Chem.、Chem. Eng. J. 等国际高水平杂志发表论文20余篇。作为项目负责人承担了国家自然科学基金青年基金，第71批博士后面上基金，甘肃省青年科技基金等项目。